Lo strano comportamento di una galassia distante un miliardo di anni luce potrebbe nascondere una fusione tra buchi neri supermassicci.

Le fluttuazioni di luce dal centro della galassia SDSS J1430+2303 sembrano indicare che una coppia di buchi neri supermassicci, con una massa combinata di circa 200 milioni di Soli, sia destinata a una collisione imminente. Il termine “imminente”, in tempi cosmici, può spesso durare intere vite. In questo caso gli astronomi prevedono che, se il segnale appartiene davvero a questi colossali buchi neri, la loro fusione avverrà entro i prossimi tre anni.

Non sappiamo ancora con certezza se quello che sta succedendo nel cuore di J1429+2303 sia legato a una coppia di buchi neri. Gli scienziati hanno quindi suggerito di continuare a guardare quella strana galassia per cercare riscontri definitivi.

Un buco nero supermassiccio. Credit: Pixabay

Le collisioni tra buchi neri

Il primo rilevamento di buchi neri in collisione nel 2015 ha lanciato una nuova era per l’astronomia. Da allora, sono state effettuate molte rilevazioni grazie alle onde gravitazionali che questi enormi eventi inviano increspando lo spazio-tempo.

Ad oggi, quasi tutte queste fusioni sono state tra coppie binarie di buchi neri con masse paragonabili alle singole stelle. E c’è una ragione precisa per questo. Gli interferometri LIGO e Virgo, gli strumenti a onde gravitazionali responsabili dei rilevamenti, sono infatti progettati per quell’intervallo di massa. Le increspature più pesanti, generate dalla collisione di buchi neri supermassicci nell’intervallo da milioni a miliardi di volte la massa del Sole, sono in un intervallo di frequenza troppo basso per i nostri attuali osservatori.

Tuttavia, la fusione di una coppia sarebbe comunque possibile da osservare anche senza uno strumento in grado di rilevare le onde gravitazionali a bassa frequenza. Gli scienziati si aspettano di vedere un’immensa esplosione di luce attraverso lo spettro elettromagnetico.

I dati racchiusi in quell’esplosione potrebbero dirci molto su come si svolgono questi eventi.
Non siamo infatti del tutto sicuri di come questi titani cosmici possano diventare così grandi, ma ci sono alcuni indizi che suggeriscono come uno dei meccanismi siano le fusioni binarie.

Sappiamo che le galassie hanno buchi neri supermassicci nei loro centri e abbiamo osservato non solo coppie e gruppi di galassie in collisione, ma buchi neri supermassicci che ruotano l’un l’altro in orbite reciproche in decadimento al centro di queste galassie post-fusione. Tutto questo è stato dedotto dalle oscillazioni nella luce emessa dal centro galattico di queste galassie, su scale temporali regolari, che hanno suggerito un’orbita.

Rappresentazione artistica di due buchi neri supermassicci in collisione. Credits: ESO

La stranezza di J1430+2303

Questo ci riporta a J1430+2303. All’inizio di quest’anno, un team di astronomi guidato da Ning Jiang dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina ha caricato descritto alcuni comportamenti davvero strani. In un periodo di tre anni, le oscillazioni nel nucleo galattico sono diventate sempre più brevi, da un periodo di circa un anno, fino a ridursi a un solo mese.

Tuttavia, non è del tutto chiaro se ciò che sta accadendo nel cuore di J1430+2303 sia il risultato di una coppia binaria di buchi neri. I nuclei galattici sono luoghi strani, che emettono segnali difficili da interpretare, il che significa che è possibile che qualcos’altro stia causando quella variabilità nel cuore di J1430+2303.

Per cercare di andare a fondo della questione, gli astronomi si sono rivolti alle lunghezze d’onda dei raggi X. Utilizzando i dati di una serie di osservatori a raggi X, che coprono un periodo di 200 giorni, un team guidato da Liming Dou dell’Università di Guangzhou in Cina ha tentato di identificare le firme ad alta energia che ci aspetteremmo di vedere in un buco nero supermassiccio vicino binario su un’orbita decadente.

Le variazioni osservate nella luce a raggi X emessa dalla galassia possono essere associate a buchi neri supermassicci binari. Tuttavia, il team non è stato in grado di misurare le caratteristiche puntuali che confermerebbero una coppia binaria di buchi neri.

Quello che possiamo affermare con sicurezza è che qualcosa di molto strano sembra accadere al centro della galassia. J1430+2303 sembra meritare un’attenzione più stretta e dettagliata.

Riferimenti: Science Alert, ArXiv

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